麥克斯韋模型

麥克斯韋模型

有一類材料在突加荷載時既產生突然彈性回響,又產生連續應變,其應力回響介於彈性固體和粘性流體之間.由於有內部摩擦效應存在,存在熱力學損耗,這個過程是不可逆的,卸載後應變不能完全消失。這一類物體稱為粘彈性體。 1868年對粘彈性材料提出一種模型稱麥克斯韋模型,並引進鬆弛時間的概念。

簡介

由多個麥克斯韋單元並聯而成,與廣義開爾文模型一樣屬線性粘彈性體的一般模型。利用線性微分運算元或拉普拉斯變換的方法,可得出相應的一般微分型本構方程。材料函式中含有多個指數函式,其中有若干個鬆弛時間,表征較複雜的線性粘彈行為。

研究

所謂粘彈性材料,就是在荷載的作用下,既有瞬時的彈性回響,又有持續的內部摩擦效應的一類材料山,1865年Kelvin開始對由粘彈性材料構成的粘彈性體(固體或流體,或介於固體與流體之間的物體)進行系統研究,他在用金屬、木材及棉線等粘彈性進行扭擺實驗時發現這些材料並不完全服從Hooke定律,而需要引入粘性來考慮材料的內耗,從而提出了後來他的名字命名的彈黃一阻尼器並聯模型來模擬這種現象,後來,Maxwell於1867年提出了彈黃一阻尼器串聯模型,Boltzmann於1874年利用疊加原理建立了各向同性線性粘彈性體的三維理論Volt,erra於1909年將Boltzmann的結果推廣到各向異性材料,但早期關於粘彈性體的研究並未引起科學界與王程界的廣泛注意,發展比較緩慢。

近年來,對高分子聚合物及複合材料的研究,對一些重大工程結構(如核動力工程、地下工程等)的力學回響和穩定性分析,以及一些新學科(如生物力學)的出現,都促使人們對粘彈性理論給予足夠的重視20世紀50年代末到60年代初Coleman和Noll等發展了具記憶功能的材料的本構理論,特別是Coleman於1964年發表的。“具記憶功能的材料的熱動力學’”一文,對這一學科的發展起了重要影響,近三十餘年來,粘彈性力學及其相應的數學理論得到了快速的發展,並己經出版了專著間,在材料科學的數學理論這一頗受國際套用數學界重視的前沿領域中,現已成為一個異常活躍的研究課題。

關於粘彈模型控制問題的研究,由於有記憶項(積分一微分項)的出現複雜程度要比普通不具備記憶功能的模型要大得多,國內目前此類研究文獻極為鮮見,近年來,由於科技的進步,人們對粘彈性材料的了解不斷深入,湧現出較多的有意義的研究成果。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們